一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的制作方法

1.本发明涉及交流状态检测以及通讯技术领域，特别涉及一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置。


背景技术：

2.业界现有的开关量检测装置，无法防范雷击、强电磁干扰等情况造成的信号干扰、中断问题，常造成信号采集过程中信号和数据的中断、丢失。故此，本发明提供一种基于防雷击半波整流的交流开关量信号监测装置。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置，包括mcu模块、蜂鸣器、led指示灯、电源模块、雷击计数模块、开关量状态模块、rs485通讯和nb-iot模块；
6.所述mcu模块上搭建有软件系统；
7.所述软件系统包括硬件状态检测模块、自检模块、看门狗模块、传感器检测模块、存储模块、信息配重模块、算法模块、通信模块和报警驱动模块。
8.优选的，所述mcu模块为基于arm-m0的32位stm32单片机。
9.优选的，所述基于arm-m0的32位stm32单片机集成了nb-iot通讯，有线通讯，外设接口。
10.优选的，还包括交流采样电路和半波整流模块，所述交流采样电路用于进行电压转换，所述半波整流模块用于将交流采样信号转换为直流信号。
11.优选的，所述led指示灯每间隔1s闪烁一次，所述led指示灯的颜色包括绿色和红色，其中，绿色代表正常；红色代表故障。
12.优选的，所述led指示灯包括网络指示灯和开关量状态指示灯。
13.优选的，所述自检模块包括本地按钮自检子单元、定时自检子单元和周期开关量状态检测子单元。
14.优选的，所述通信模块包括无线通讯模块，用于传输相关状态信息至通讯基站。
15.优选的，所述无线通讯模块采用移远bc26通讯模组，由1.8v低电压直流供电。
16.优选的，所述预定周期为半个小时。
17.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
18.1.本发明能实现机房中的强电设备开关量状态检测，可完成本地报警以及报警信息通过窄带基站方式传输至用户终端，可及时发现各设备的运行情况，及时采取措施，从而降低设备故障的危害，保障设备、建筑物的安全。
19.2.本发明利用无线通讯能够解决无法布置通讯线的区域，将信息传输到传输至平
台。
20.3.本发明利用有线通讯能够解决未部署窄带基站的情况下，使得报警信息被采集传输至平台。
附图说明
21.图1为本发明一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的硬件模块组成框图；
22.图2为本发明一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的软件模块组成框图；
23.图3为本发明一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的主软件流程图；
24.图4为本发明一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的周期开关量检测事件流程图；
25.图5为本发明一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的定时自检事件流程图；
26.图6为本发明一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的按钮出发时间流程图。
具体实施方式
27.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.实施例
31.如图1-2所示，一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置，包括mcu模块、蜂鸣器、led指示灯、电源模块、雷击计数模块、开关量状态模块、rs485通讯和nb-iot模块；
32.所述mcu模块上搭建有软件系统；
33.所述软件系统包括硬件状态检测模块、自检模块、看门狗模块、传感器检测模块、存储模块、信息配重模块、算法模块、通信模块和报警驱动模块。
34.所述mcu模块为基于arm-m0的32位stm32单片机。
35.所述基于arm-m0的32位stm32单片机集成了nb-iot通讯，有线通讯，外设接口，丰富的外设接口，满足了本次设计的需求。
36.还包括交流采样电路和半波整流模块，所述交流采样电路用于进行电压转换，所述半波整流模块用于将交流采样信号转换为直流信号。
37.所述led指示灯每间隔1s闪烁一次，所述led指示灯的颜色包括绿色和红色，其中，绿色代表正常；红色代表故障。
38.所述led指示灯包括网络指示灯和开关量状态指示灯，其中，网络指示灯的指示情况为：网络状态正常时绿色指示灯间隔1s闪烁一次，网络状态异常时红色指示灯间隔1s闪烁一次；开关量状态指示灯的指示情况为：指示灯亮红色时代表有输入信号，指示灯不亮时代表无信号输入。
39.所述自检模块包括本地按钮自检事件子单元、定时自检事件子单元和周期开关量状态事件检测子单元，其中，本地按钮触发事件子单元用于触发本地按钮，外部中断触发模式，相关标志进行置位；定时自检事件子单元用于主要完成周期检测开关量状态，网络状态；进行故障报警等；周期开关量检测事件子单元用于主要完成开关量状态检测，进行开关量状态上传等。
40.所述通信模块包括无线通讯模块，用于传输相关状态信息至通讯基站，窄带通讯比传统射频通讯覆盖范围更广。
41.所述无线通讯模块采用移远bc26通讯模组，由1.8v低电压直流供电。
42.本装置使用宽电压直流供电，供电电压为：dc12～24v，微控芯片由降压电路降压至3.3v供电，微控制器分别与通信模块、蜂鸣器、本地按钮、led指示灯相连接，用于完成开关状态报警器以及雷击次数检测相关处理工作，本装置对于没有部署窄带基站的环境，可选择通过rs485方式，采集装置的参数。
43.结合图3，一种具有雷击告警和电磁干扰优化的开关量监测装置的工作原理步骤描述如下：
44.s1：mcu初始化相关使用参数；
45.s2：读取网络配置参数；检测外部硬件接口设置状态，设置相关参数；
46.s3：扫描网络状态，进行状态灯指示；
47.s4：开启外部按钮中断、定时中断并进入低功耗运行模式，等待事件产生；
48.s5：等外部事件、定时事件产生；
49.s6：有事件产生，进入相关事件处理服务函数；
50.s4～s6，为本装置的主程序执行，主要采用事件型服务函数；
51.结合图4，周期检测事件程序流程如下：
52.s7：有周期检测事件，进入周期检测服务函数；
53.s8：进行开关量状态检测；读取开关量检测io口的状态；
54.s9：判断是否为变化状态，如果未变化，则回到步骤4中，进入低功耗运行模式，等待下一个事件产生；如果报警，则进行步骤10；
55.s10：判断是否为误报，如果连续3次检测都为变化状态，则进行步骤12；若是误报，则进行步骤11；
56.s11：判断网络是否正常；若不正常：则回到主流程步骤4中；若正常：则执行步骤
12：
57.s12：进行本地led灯光指示。
58.s13：通过发送函数，将报警信息，通过网络推送至云平台；执行完成后，回到步骤4；
59.结合图5，自检事件程序流程如下：
60.s14：有自检事件产生，进入自检服务函数；
61.s15：进行网络状态检测；
62.s16：判断网络是否失败，如果是，则执行步骤17；如果不是，则执行步骤18；
63.s17：将网络状态标志置位；
64.s18：进行本地网络异常光报警；
65.s19：连续两次检测网络异常，进行网络重启；回到主程序中；
66.结合图6，本地按钮事件服务流程如下：
67.s20：有按钮事件触发，进入事件服务函数；
68.s21：标志进行置位；并进行本地led灯光报警；相关指示灯状态指示；
69.s22：判断网络是否正常；若正常，发送状态信息至平台；若不正常，进入低功耗模式。
70.本装置进行实际应用时，长按本地按钮2s，进入测试模式。
71.测试完成后，自动恢复到正常模式。
72.综上所述，本发明能实现机房中的强电设备开关量状态检测，可完成本地报警以及报警信息通过窄带基站方式传输至用户终端，可及时发现各设备的运行情况，及时采取措施，从而降低设备故障的危害，保障设备、建筑物的安全；利用无线通讯能够解决无法布置通讯线的区域，将信息传输到传输至平台；利用有线通讯能够解决未部署窄带基站的情况下，使得报警信息被采集传输至平台。
73.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。